Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

Регистрация и использование рентгеновского излучения, а также воздействия его на биологические объекты определяется первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.

В зависимости от соотношения энергии фотона и энергии ионизации имеет места три главных процесса.

Когерентное (классическое) рассеивание. Это рассеивание длинноволнового рентгеновского излучения, которое происходит, в основном, без изменения длинны воны. Оно возникает, если энергия фотона меньше энергии ионизации.

Так как в этом случае энергия фотона рентгеновского излучения и атома не изменяется, то когерентное рассеивание само по себе не вызывает биологического действия.

Некогерентное рассеяние – это рентгеновское излучение с изменением длинны волны. Оно возникает, если энергия фотона рентгеновского излучения больше энергии связи электрона в атоме (энергии ионизации). Впервые такое рассеяние в 1922 г. обнаружил А.Х. Комптон, наблюдая рассеяние жестких рентгеновских лучей, было замечено уменьшение проникающей способности рассеянного пучка по сравнению с падающим. Это означало, что длина волны рассеянного рентгеновского излучения больше чем подающего. Этот эффект носит название эффекта Комптона.

При этом явлении наряду с вторичным рентгеновским излучением появляются электроны отдачи. Атомы или молекулы при этом становятся ионами.

Фотоэффект – рентгеновское излучение поглощается атомом, в результате чего вылетают электроны из глубоких оболочек атома. Если энергии фотона недостаточно, то фотоэффект может проявляться в возбуждении атомов без вылета электронов.

Эти три процесса являются первичными, они приводят к последующим вторичным, третичным и т.д. явлениям